تعریف

نیکل- عنصر بیست و هشتم جدول تناوبی. نامگذاری - Ni از لاتین "niccolum". واقع در دوره چهارم گروه VIIB. به فلزات اشاره دارد. بار هسته ای 28 است.

مانند کبالت، نیکل در طبیعت عمدتاً به شکل ترکیباتی با آرسنیک یا گوگرد وجود دارد. به عنوان مثال، کانی‌های کوپفرنیکل NiAs، درخشش آرسنیک نیکل NiAsS و غیره هستند. نیکل رایج‌تر از کبالت است [حدود 0.01 درصد (وزنی) پوسته زمین].

فلز نیکل دارای رنگ نقره ای با رنگ مایل به زرد است (شکل 1)، بسیار سخت است، به خوبی جلا می دهد و توسط آهنربا جذب می شود. با مقاومت در برابر خوردگی بالا مشخص می شود - پایدار در جو، در آب، در قلیاها و تعدادی اسید. به طور فعال در اسید نیتریک حل می شود. مقاومت شیمیایی نیکل به دلیل تمایل آن به غیرفعال شدن است - به دلیل تشکیل فیلم های اکسید روی سطح که دارای اثر محافظتی قوی هستند.

برنج. 1. نیکل. ظاهر.

جرم اتمی و مولکولی نیکل

تعریف

جرم مولکولی نسبی ماده (Mr)عددی است که نشان می دهد چند برابر جرم یک مولکول معین از 1/12 جرم یک اتم کربن بیشتر است، و جرم اتمی نسبی یک عنصر (A r)- چند برابر جرم متوسط ​​اتم های یک عنصر شیمیایی بیشتر از 1/12 جرم یک اتم کربن است.

از آنجایی که نیکل در حالت آزاد به شکل مولکول های تک اتمی Ni وجود دارد، مقادیر جرم اتمی و مولکولی آن بر هم منطبق است. آنها برابر با 58.6934 هستند.

ایزوتوپ های نیکل

مشخص است که نیکل در طبیعت به شکل پنج ایزوتوپ پایدار 58 Ni، 60 Ni، 61 Ni، 62 Ni و 64 Ni یافت می شود. اعداد جرمی آنها به ترتیب 58، 60، 61، 62 و 64 است. هسته یک اتم ایزوتوپ نیکل 58 Ni شامل بیست و هشت پروتون و سی نوترون است و ایزوتوپ های باقی مانده فقط از نظر تعداد نوترون ها با آن تفاوت دارند.

ایزوتوپ های مصنوعی ناپایدار نیکل با اعداد جرمی از 48 تا 78 و همچنین هشت حالت متاپایدار وجود دارد که در میان آنها طولانی ترین ایزوتوپ 59 Ni با نیمه عمر 76 هزار سال است.

یون نیکل

فرمول الکترونیکی که توزیع مداری الکترون های نیکل را نشان می دهد به شرح زیر است:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 8 4s 2 .

در نتیجه برهمکنش شیمیایی، نیکل الکترون های ظرفیت خود را رها می کند، یعنی. اهدا کننده آنها است و به یک یون با بار مثبت تبدیل می شود:

Ni 0 -2e → Ni 2+ ;

Ni 0 -3e → Ni 3+ .

مولکول و اتم نیکل

در حالت آزاد، نیکل به شکل مولکول های تک اتمی نیکل وجود دارد. در اینجا برخی از خواص مشخص کننده اتم و مولکول نیکل آورده شده است:

آلیاژهای نیکل

توده اصلی نیکل برای تولید آلیاژهای مختلف با آهن، مس، روی و سایر فلزات استفاده می شود. افزودن نیکل به فولاد باعث افزایش چقرمگی و مقاومت آن در برابر خوردگی می شود.

آلیاژهای مبتنی بر نیکل را می توان به دو دسته مقاوم در برابر حرارت (نیمونیک، اینکونل، هاستل [بیش از 60٪ نیکل، 15-20٪ کروم و سایر فلزات])، مغناطیسی (پرمالیاژ) و آلیاژهایی با خواص ویژه (فلز مونل، نیکل، کنستانتان) تقسیم کرد. ، اینوار، پلاتینیت).

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

ورزش

معادلات واکنشی را بنویسید که می توان از آنها برای انجام تبدیل های زیر استفاده کرد: NiCl2 → Ni → NiSO 4 → Ni(NO 3) 2 → Ni(OH) 2 → NiCl2. معادلات واکنش‌هایی را که در محلول‌ها به شکل یونی و مختصر شده رخ می‌دهند رسم کنید.

پاسخ

با قرار دادن فلزی فعال تر از نیکل در محلول کلرید نیکل (II)، می توانید نیکل را به صورت آزاد بدست آورید (واکنش جایگزینی): NiCl 2 + Zn → Ni + ZnCl 2; Ni 2+ + Zn 0 → Ni 0 + Zn 2+ . نیکل در اسید سولفوریک رقیق حل می شود و سولفات نیکل (II) را تشکیل می دهد: Ni + H 2 SO 4 (رقیق) → NiSO 4 + H 2; Ni 0 + 2H + → Ni 2+ + H 2 . نیکل (II) نیترات را می توان با واکنش تبادلی به دست آورد: NiSO 4 + Ba(NO 3) 2 → Ni(NO 3) 2 + BaSO 4 ↓; SO 4 2- + Ba 2+ → BaSO 4 ↓. با استفاده از نیترات نیکل (II) با قلیایی، می توانید هیدروکسید نیکل (II) را بدست آورید: Ni(NO 3) 2 + 2NaOH → Ni(OH) 2 ↓+ 2NaNO 3 ; Ni 2+ + 2OH - = Ni(OH) 2 ↓. کلرید نیکل (II) از هیدروکسید نیکل (II) را می توان با واکنش خنثی سازی با اسید کلریدریک به دست آورد: Ni(OH) 2 + 2HCl → NiCl 2 + 2H 2 O; OH - + H + = H 2 O.

مثال 2

ورزش	با حرارت دادن 17.7 گرم نیکل و 12 لیتر کلر (n.s.) چه جرمی از کلرید نیکل (II) بدست می آید؟ از این توده نمک چه حجمی از محلول 0.06 مولار می توان تهیه کرد؟
راه حل	بیایید معادله واکنش را بنویسیم: Ni + Cl 2 = NiCl 2. بیایید تعداد مول های نیکل (جرم مولی - 59 گرم در مول) و کلر را که با استفاده از داده های مشخص شده در بیان مسئله واکنش نشان دادند، پیدا کنیم: n (Ni) = m (Ni) / M (Ni); n(Ni) = 17.7 / 59 = 0.3 مول. n (Cl 2) = V (Cl 2) / V m; n (Cl 2) = 12 / 22.4 = 0.54 مول. با توجه به معادله مسئله n (Ni): n (Cl 2) = 1:1. این بدان معنی است که کلر بیش از حد است و تمام محاسبات بیشتر باید با استفاده از نیکل انجام شود. بیایید مقدار ماده و جرم کلرید نیکل (II) تشکیل شده (جرم مولی 130 گرم در مول) را پیدا کنیم: n (Ni): n (NiCl 2) = 1:1; n (Ni) = n (NiCl 2) = 0.3 مول. m (NiCl 2) = n (NiCl 2) × M (NiCl 2); m (NiCl 2) = 0.3 × 130 = 39 گرم. بیایید حجم محلول 0.06 M را که می توان از 39 گرم کلرید نیکل (II) بدست آورد محاسبه کنیم: V(NiCl 2) = n (NiCl 2) / c (NiCl 2); V (NiCl 2) = 0.3 / 0.06 = 0.5 لیتر.
پاسخ	جرم کلرید نیکل (II) 39 گرم، حجم محلول 0.06 مولار 0.5 لیتر (500 میلی لیتر) است.

سولفات نیکل یک ماده کریستالی به رنگ سبز زمردی یا فیروزه ای است که در آب محلول است و در هوا فرسایش می یابد. این یک نوع نمک نیکل است.
سولفات نیکل یک ماده بسیار سمی است، بنابراین هنگام کار با آن باید قوانین مربوط به کار با مواد خطرناک را رعایت کنید.
فرمول شیمیایی: NiSO4 7H2O.
سولفات نیکل در آبکاری الکتریکی برای آبکاری نیکل محصولات و فلزات استفاده می شود.
و همچنین - برای ساخت باتری ها، کاتالیزورها، فریت ها در صنایع الکترونیک و برق، در متالورژی برای تهیه آلیاژها. نیکل به طور گسترده در صنایع عطر، چربی و شیمیایی به عنوان یک معرف استفاده می شود.
در تولید سرامیک از سولفات نیکل به عنوان رنگ استفاده می شود.

الزامات ایمنی برای سولفات نیکل (هپتاهیدرات سولفات نیکل، سولفات نیکل) GOST 4465-74.
نیکل (II) سولفات 7 هیدرات یک ماده کریستالی است. وقتی وارد بدن انسان می شود، اثر سرطان زا و به طور کلی سمی دارد. در تماس با پوست و غشاهای مخاطی دستگاه تنفسی فوقانی و چشم، محصول تحریک‌کننده بوده و باعث افزایش حساسیت به نیکل می‌شود.
هنگامی که سولفات 7 آبی نیکل (II) در آب حل می شود، یک هیدروآئروسل تشکیل می شود که با توجه به میزان تأثیر بر بدن، متعلق به موادی از کلاس خطر 1 است.
حداکثر غلظت مجاز هیدروآئروسل سولفات نیکل 7 آبی بر حسب نیکل در هوای محل کار 005/0 mg/m³ است.
حداکثر غلظت مجاز یون نیکل در آب مخازن برای مصارف بهداشتی 0.1 mg/dm³ می باشد.
سولفات نیکل 7 هیدرات را نمی توان خنثی یا از بین برد. محصول ریخته شده پس از تمیز کردن خشک و مرطوب بعدی در فرآیندهای تکنولوژیکی برای تولید یا مصرف سولفات نیکل دفع می شود.
سولفات نیکل در هوا و فاضلاب مواد سمی تشکیل نمی دهد.
نیکل (II) سولفات 7-آب غیر قابل اشتعال، ضد آتش و انفجار است.
هر فردی که با سولفات نیکل کار می کند باید لباس مخصوص، کفش مخصوص و سایر تجهیزات حفاظتی داشته باشد. برای محافظت از سیستم تنفسی باید از ماسک تنفسی ShB-1 "Lepestok" استفاده شود. برای جلوگیری از تماس با پوست دست، استفاده از خمیر محافظ IER-2 و پماد لانولین-کرچک توصیه می شود. اگر سولفات نیکل وارد چشم شما شد، آنها را با مقدار زیادی آب بشویید.
اماکن تولیدی و آزمایشگاهی که در آن کار با سولفات نیکل 7 آبی انجام می شود باید مجهز به تهویه تغذیه و خروجی باشد و تجهیزات باید آب بندی شوند.

مدت‌ها قبل از کشف نیکل، معدن‌کاران ساکسون ماده‌ای را می‌شناختند که شبیه سنگ مس بود و در شیشه‌سازی برای رنگ سبز شیشه استفاده می‌شد. تمام تلاش ها برای بدست آوردن مس از آن ناموفق بود و به همین دلیل نام "kupfernickel" را دریافت کرد که تقریباً به معنای "شیطان مس" است (ر.ک. نیکل آلمانی - شیطان). این کانی (نیکل پیریت قرمز NiAs) توسط کانی شناس و شیمیدان سوئدی کرونستد در سال 1751 مورد مطالعه قرار گرفت. او موفق شد اکسید سبز رنگ و با کاهش دومی، فلز جدیدی به نام نیکل به دست آورد.

حضور در طبیعت، دریافت:

نیکل در طبیعت بسیار رایج است - محتوای آن در پوسته زمین 0.01٪ (وزنی) است. در شهاب سنگ های آهنی (تا 8 درصد). در گیاهان، به طور متوسط، 5 * 10 -5 درصد وزن، در حیوانات دریایی - 1.6 * 10 -4، در حیوانات خشکی - 1 * 10 -6، در بدن انسان - 1 ... 2 * 10 -6.
بخش عمده ای از نیکل از گارنیریت و پیریت های مغناطیسی به روش های مختلفی به دست می آید:
1. سنگ معدن سیلیکات با گرد و غبار زغال سنگ در کوره های لوله دوار به گلوله های آهن نیکل (5-8٪ نیکل) کاهش می یابد، که سپس از گوگرد پاک می شود، کلسینه می شود و با محلول آمونیاک تصفیه می شود. پس از اسیدی شدن محلول، فلز از آن به صورت الکترولیتی به دست می آید.
2. روش کربونیل (روش موند). ابتدا مس نیکل مات از سنگ معدن سولفید به دست می آید که CO تحت فشار بالا از روی آن عبور می کند. تترا کربنیل نیکل بسیار فرار از تجزیه حرارتی تشکیل می شود که فلز خالصی را آزاد می کند.
3. روش آلومینوترمیک. احیای نیکل از سنگ معدن اکسید با آلومینیوم: 3NiO + 2Al = 3Ni + Al 2 O 3.

مشخصات فیزیکی:

فلز نیکل دارای رنگ نقره ای با رنگ مایل به زرد است، بسیار سخت، محکم و چکش خوار است، به خوبی جلا می دهد و توسط آهنربا جذب می شود. چگالی یک ماده ساده در هیچ 8.902 گرم بر سانتی متر 3، نقطه ذوب = 1726 K، نقطه جوش = 3005 K.

خواص شیمیایی:

در دماهای معمولی، نیکل با مقاومت در برابر خوردگی بالا مشخص می شود - در هوا، آب، قلیاها و تعدادی اسید پایدار است. با اسید نیتریک واکنش می دهد و نیترات نیکل (II) Ni (NO 3) 2 و اکسید نیتریک مربوطه را تشکیل می دهد.
هنگامی که نیکل گرم می شود، با بسیاری از غیر فلزات واکنش نشان می دهد: هالوژن، گوگرد، فسفر، کربن. با اکسیژن اتمسفر در 800 درجه سانتی گراد، نیکل اکسید NiO را تشکیل می دهد.
نیکل قادر است حجم زیادی از هیدروژن را جذب کند و در نتیجه محلول های جامد هیدروژن در نیکل تشکیل شود.
با مونوکسید کربن (II)، نیکل به راحتی کربونیل Ni(CO)4 فرار و بسیار سمی را تشکیل می دهد.

مهمترین ارتباطات:

در ترکیبات، کبالت حالت اکسیداسیون +3، +2، 0 را نشان می دهد.
اکسید نیکل (II)، NiO- ماده ای جامد از روشن تا سبز تیره یا سیاه رنگ. خواص اساسی غالب است؛ به وسیله هیدروژن و سایر عوامل کاهنده به فلز تبدیل می شود.
نیکل (II) هیدروکسید، Ni(OH) 2- سبز رنگ، کمی محلول در آب و مواد قلیایی، خوب در بسیاری از اسیدها، خواص اساسی غالب است. هنگامی که گرم می شود، تجزیه می شود و NiO را تشکیل می دهد.
نمکهای نیکل (II)- معمولاً از واکنش NiO یا Ni(OH) 2 با اسیدهای مختلف بدست می آید. نمک های نیکل محلول در آب معمولا هیدرات های کریستالی تشکیل می دهند، به عنوان مثال، NiSO 4 * 7H 2 O، Ni(NO 3) 2 *6H 2 O. ترکیبات نامحلول نیکل شامل Ni 3 (PO 4) 2 فسفات و Ni 2 SiO 4 سیلیکات است. هیدرات ها و محلول های کریستالی معمولاً به رنگ سبز و نمک های بی آب زرد یا قهوه ای مایل به زرد هستند.
ترکیبات پیچیده نیکل (II)بسیار زیاد (تعداد = 6). تشکیل آنها، برای مثال، انحلال اکسید نیکل در محلول آمونیاک را توضیح می دهد. نیکل dimethylglyoximate Ni(C 4 H 6 N 2 O 2) 2 که رنگ قرمز شفافی را در محیط اسیدی می دهد، به عنوان یک واکنش کیفی به یون های نیکل (II) استفاده می شود.
ترکیبات نیکل (III)- کمتر معمولی به عنوان مثال شناخته شده است اکسید Ni 2 O 3 * H 2 O، یک ماده سیاه رنگ است که از اکسیداسیون هیدروکسید نیکل (II) در یک محیط قلیایی با هیپوکلریت یا هالوژن به دست می آید:
2Ni(OH) 2 + 2NaOH + Br 2 = Ni 2 O 3 * H 2 O + 2 NaBr + H 2 O
عامل اکسید کننده قوی
نیز وجود دارد ترکیبات پیچیده نیکل (III)به عنوان مثال، K 3.
نیکل کربونیل، Ni(CO) 4. مایع بی رنگ دیامغناطیس، بسیار فرار و سمی. در 23- درجه سانتیگراد سخت می شود و وقتی تا 180-200 درجه سانتیگراد گرم می شود، به نیکل فلزی و اکسید کربن (II) تجزیه می شود. Ni(CO) 4 کمی در آب حل می شود، به خوبی در حلال های آلی حل می شود و با اسیدهای رقیق و قلیاها واکنش نشان نمی دهد.

کاربرد:

نیکل جزء بسیاری از آلیاژها است - آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت، مقاوم (نیکروم: 60٪ Ni + 40٪ کروم)، جواهرات (طلا سفید، مس نیکل)، سکه.
نیکل همچنین برای آبکاری نیکل استفاده می شود - ایجاد یک پوشش مقاوم در برابر خوردگی بر روی سطح یک فلز دیگر. همچنین برای تولید باتری، سیم پیچی آلات موسیقی ...
نیکل یکی از عناصر کمیاب ضروری برای رشد طبیعی موجودات زنده است. شناخته شده است که در واکنش های آنزیمی در حیوانات و گیاهان شرکت می کند.
نیکل می تواند باعث ایجاد آلرژی (درماتیت تماسی) به فلزاتی شود که با پوست در تماس هستند (جواهرات، ساعت، پرچ های جین). اتحادیه اروپا میزان نیکل را در محصولاتی که با پوست انسان در تماس است محدود می کند.

روداژینا اولگا
دانشگاه ایالتی HF Tyumen، 581 گرم، 2011

منابع: ویکی پدیا: http://ru.wikipedia.org/wiki/Ni و غیره،
کتابخانه محبوب عناصر شیمیایی نیکل. http://n-t.ru/ri/ps/pb028.htm
وب سایت گروه شیمی عمومی و معدنی دانشگاه فنی شیمی روسیه به نام. DI. مندلیف. جدول D.I. مندلیف: نیکل

بخش 1. خصوصیات.

بخش 2. بودن در طبیعت.

بخش 3. رسید.

بخش 4. کاربرد.

- بخش فرعی 1. آلیاژها.

- زیربخش 2. آبکاری نیکل.

بخش 5. ضرب سکه.

نیعنصری از زیرگروه جانبی گروه هشتم، دوره چهارم جدول تناوبی عناصر شیمیایی D.I. مندلیف با عدد اتمی 28 است.

مشخصات نیکل

نی- سفید نقره ای است و در هوا محو نمی شود. دارای مشبک مکعبی وسط با دوره زمانی a = 0.35238 NM، گروه فضایی Fm3m. در شکل خالص آن را می توان با فشار پردازش کرد. این یک فرومغناطیس با نقطه کوری 358 درجه سانتیگراد است.

مقاومت الکتریکی 0.0684 μΩ∙m.

ضریب انبساط حرارتی خطی α=13.5∙10-6 K-1 در دمای 0 درجه سانتیگراد

ضریب انبساط حرارتی حجمی β=38-39∙10-6 K-1

مدول الاستیک 196-210 GPa.

اتم های نیکل دارای پیکربندی الکترونی خارجی 3d84s2 هستند. پایدارترین حالت برای نیکل حالت اکسیداسیون نیکل (II) است.

نیکل ترکیباتی را با حالت های اکسیداسیون +2 و +3 تشکیل می دهد. در این حالت نیکل با حالت اکسیداسیون 3+ فقط به صورت نمک های پیچیده است. تعداد زیادی از ترکیبات معمولی و پیچیده برای ترکیبات نیکل +2 شناخته شده است. اکسید نیکل Ni2O3 یک عامل اکسید کننده قوی است.

نیکل با مقاومت در برابر خوردگی بالا مشخص می شود - در هوا، آب، قلیاها و تعدادی اسید پایدار است. مقاومت شیمیایی به دلیل تمایل آن به غیرفعال شدن - تشکیل یک فیلم اکسید متراکم روی سطح آن است که اثر محافظتی دارد. نیکل به طور فعال در اسید نیتریک حل می شود.

با CO مونوکسید کربن، نیکل به راحتی کربنیت نیکل فرار و بسیار سمی (CO)4 را تشکیل می دهد.

پودر نیکل ریز پیروفوریک است (در هوا خود مشتعل می شود).

نیکل فقط به صورت پودر می سوزد. دو اکسید نیکل O و Ni2O3 و بر این اساس دو هیدروکسید نیکل(OH)2 و نیکل(OH)3 را تشکیل می دهد. مهمترین نمکهای محلول نیکل استات، کلرید، نیترات و سولفات هستند.

محلول ها معمولاً سبز رنگ هستند و نمک های بی آب زرد یا قهوه ای مایل به زرد هستند. نمک های نامحلول شامل اگزالات و فسفات (سبز)، سه سولفید:

نیکل اس (سیاه)

Ni3S2 (برنز مایل به زرد)

Ni3S4 (نقره ای-سفید).

نیکل همچنین ترکیبات هماهنگ و پیچیده متعددی را تشکیل می دهد.

محلول های آبی نمک های نیکل (II) حاوی یون هگزا کوانیکل (II) نیکل (H2O) 62+ است. هنگامی که یک محلول آمونیاک به محلول حاوی این یون ها اضافه می شود، هیدروکسید نیکل (II) که یک ماده سبز رنگ و ژلاتینی است، رسوب می کند. این رسوب زمانی حل می شود که آمونیاک اضافی به دلیل تشکیل یون های هگزامین نیکل(II) نیکل(NH3)62+ اضافه شود.

Ni مجتمع هایی با ساختارهای چهار وجهی و مربع مسطح تشکیل می دهد. به عنوان مثال، کمپلکس تتراکلرونیک کلات (II) NiCl42- دارای ساختار چهار وجهی است، و کمپلکس تتراسیانیک کلات (II) نیکل (CN)42- دارای ساختار مربع مسطح است.

تجزیه و تحلیل کمی و کیفی از محلول قلیایی بوتاندیون دیوکسیم، که به نام دی متیل گلیوکسیم نیز شناخته می شود، برای تشخیص یون های نیکل (II) استفاده می کند. هنگامی که با یون های نیکل (II) واکنش می دهد، ترکیب قرمز رنگ bis(butanedionedioximato)Ni(II) تشکیل می شود. این ترکیب کلات و لیگاند بوتان دیون دیوکسیمات دوتایی است.

نیکل طبیعی شامل 5 ایزوتوپ پایدار است، 58 نیکل، 60 نیکل، 61 نیکل، 62 نیکل فراوان ترین (68.077 درصد فراوانی طبیعی) است.

بودن در طبیعت

نیکل در طبیعت بسیار رایج است - محتوای آن در پوسته زمین حدود 0.01٪ (جرم) است. در پوسته زمین فقط به صورت محدود یافت می‌شود؛ شهاب‌سنگ‌های آهنی حاوی نیکل (تا ۸ درصد) هستند. محتوای آن در سنگ های اولترامافیک تقریباً 200 برابر بیشتر از سنگ های اسیدی است (1.2 کیلوگرم در تن و 8 گرم در تن). در سنگ های اولترامافیک، مقدار غالب نیکل با الیوین های حاوی 0.13 - 0.41 درصد نیکل همراه است. به طور ایزومورفیک جایگزین منیزیم می شود.

بخش کوچکی از نیکل به شکل سولفید وجود دارد. نیکل دارای خواص سیدروفیلی و کالکوفیلی است. با افزایش محتوای گوگرد در ماگما، سولفیدهای نیکل همراه با مس، کبالت، اهنو پلاتینوئیدها در فرآیند هیدروترمال همراه با کبالت، آرسنیک و خاکستریو گاهی اوقات با بیسموت، اورانیوم و نقره، نیکل غلظت های بیشتری را به شکل آرسنیدها و سولفیدهای نیکل تشکیل می دهد. نیکل معمولاً در سنگ معدن مس نیکل سولفید و آرسنیک یافت می شود.

نیکلین (نیکل پیریت قرمز، کاپفرنیکل) نیکل به عنوان.

کلونتیت (نیکل پیریت سفید) (نیکل، کو، آهن) As2

گارنیریت (Mg، نیکل)6(Si4O11)(OH)6 با H2O و سایر سیلیکات ها.

پیریت مغناطیسی (آهن، نیکل، مس) S

درخشش آرسنیک نیکل (gersdorffite) نیکل به عنوان S،

پنتلاندیت (آهن، نیکل) 9S8

در حال حاضر چیزهای زیادی در مورد نیکل در موجودات شناخته شده است. به عنوان مثال ثابت شده است که محتوای آن در خون انسان با افزایش سن تغییر می کند، در حیوانات مقدار نیکل در بدن افزایش می یابد، و در نهایت، برخی از گیاهان و میکروارگانیسم ها وجود دارند - "تغلیظ کننده" نیکل، حاوی هزاران. و حتی صدها هزار برابر نیکل بیشتر از محیط زیست.

اعلام وصول

کل ذخایر نیکل در سنگ معدن در ابتدای سال 1998 حدود 135 میلیون تن برآورد شده است که شامل ذخایر قابل اطمینان 49 میلیون تن می شود. کانه های اصلی نیکل عبارتند از نیکل (kupfernickel) نیکل As، میلریت نیکل S، پنتلاندیت (Fe نیکل)9S8 - همچنین حاوی آرسنیک، اهنو گوگرد; پیروتیت آذرین همچنین حاوی آخال پنتلاندیت است. سایر سنگ‌های معدنی که نیکل نیز از آن استخراج می‌شود، حاوی ناخالصی Co است. مس، آهن و منیزیم. گاهی اوقات Ni محصول اصلی است روندپالایش، اما اغلب به عنوان یک محصول جانبی به دست می آید تولید - محصولدر فناوری های فلزات دیگر از ذخایر قابل اطمینان، طبق منابع مختلف، از 40 تا 66 درصد نیکل در کانسنگ نیکل اکسید شده (OHN) است.

33 درصد در سولفید. در سال 1997، سهم نیکل تولید شده توسط فرآوری OHP حدود 40 درصد از تولید جهانی بود. در شرایط صنعتی، OHP به دو نوع منیزیم و آهنی تقسیم می شود.

سنگ معدن منیزیم نسوز، به عنوان یک قاعده، با استفاده از فرونیکل (5-50٪ نیکل + Co، بسته به ترکیب ماده خام و ویژگی های فن آوری) در معرض ذوب الکتریکی قرار می گیرد.

آهنی ترین سنگ های لاتریت با روش های هیدرومتالورژیکی با استفاده از لیچینگ آمونیاک-کربنات یا لیچینگ اتوکلاو اسید سولفوریک فرآوری می شوند. بسته به ترکیب مواد اولیه و طرح‌های فناوری کاربردی، محصولات نهایی این فناوری‌ها عبارتند از: اکسید نیکل (76-90٪ نیکل)، زینتر (89٪ نیکل)، کنسانتره سولفیدی از ترکیبات مختلف و همچنین نیکل فلزی. الکترولیت، پودرهای نیکل و کبالت.

سنگ معدن های نونترونیت آهنی کمتر ذوب شده و مات می شوند. در شرکت های چرخه کامل، طرح پردازش بیشتر شامل تبدیل، پخت مات، و ذوب الکتریکی اکسید نیکل برای تولید نیکل فلزی است. در طول مسیر، کبالت بازیافت شده به شکل فلز و/یا نمک آزاد می شود. منبع دیگر نیکل: در خاکستر زغال سنگ ولز جنوبی در بریتانیا - تا 78 کیلوگرم نیکل در هر تن. افزایش میزان نیکل در برخی زغال‌سنگ‌ها، روغن‌ها و شیل‌ها نشان‌دهنده احتمال غلظت نیکل در مواد آلی فسیلی است. دلایل این پدیده هنوز روشن نشده است.

نیکل را نمی‌توان برای مدت طولانی به شکل پلاستیکی به‌دست آورد، زیرا همیشه حاوی مقدار کمی گوگرد به شکل سولفید نیکل است که در لایه‌های نازک و شکننده در مرزها قرار دارد. فلز. افزودن مقدار کمی منیزیم به نیکل مذاب، گوگرد را به شکل ترکیبی با منیزیم تبدیل می‌کند که به شکل دانه‌هایی آزاد می‌شود بدون اینکه بر انعطاف‌پذیری تأثیر بگذارد. فلز».

بخش عمده ای از نیکل از گارنیریت و پیریت مغناطیسی به دست می آید.

سنگ معدن سیلیکات با گرد و غبار زغال سنگ در کوره های لوله دوار به گلوله های آهن نیکل (5-8٪ نیکل) کاهش می یابد، که سپس از گوگرد پاک می شود، کلسینه می شود و با محلول آمونیاک تصفیه می شود. پس از اسیدی شدن محلول، فلز از آن به صورت الکترولیتی به دست می آید.

روش کربونیل (روش موند). ابتدا مس نیکل مات از سنگ معدن سولفیدی به دست می آید که کبالت تحت فشار زیاد از روی آن عبور داده می شود. نیکل تتراکاربونیل نیکل بسیار فرار (CO)4 تشکیل می شود و تجزیه حرارتی یک فلز به ویژه خالص تولید می کند.

روش آلومینوترمیک برای بازیافت نیکل از سنگ معدن اکسید: 3NiO + 2Al = 3Ni + Al2O.

کاربرد

آلیاژها

نیکل اساس اکثر آلیاژهای فوق العاده است - مواد مقاوم در برابر حرارت که در صنایع هوافضا برای قطعات نیروگاه استفاده می شود.

فلز مونل (65 - 67٪ نیکل + 30 - 32٪ مس+ 1٪ منگنز)، مقاوم در برابر حرارت تا 500 درجه سانتیگراد، بسیار مقاوم در برابر خوردگی؛

سفید (585 حاوی 58.5٪ طلاو آلیاژ (لیگاتور) نقره و نیکل (یا پالادیوم)).

نیکروم، آلیاژ مقاومتی (60٪ نیکل + 40٪ کروم)؛

پرمالوی (76% نیکل + 17% آهن + 5% مس + 2% کروم)، دارای حساسیت مغناطیسی بالا با تلفات هیسترزیس بسیار کم است.

اینوار (65٪ آهن + 35٪ نیکل)، تقریباً در هنگام گرم شدن کشیده نمی شود.

علاوه بر این، آلیاژهای نیکل شامل فولادهای نیکل و کروم-نیکل، نیکل نقره و آلیاژهای مختلف مقاومتی مانند کنستانتان، نیکل و منگنین است.

لوله های نیکل برای ساخت خازن در تولید هیدروژن و برای پمپاژ قلیاها در تولید مواد شیمیایی استفاده می شود. ابزار نیکل مقاوم در برابر شیمیایی به طور گسترده در پزشکی و تحقیقات علمی استفاده می شود. نیکل برای رادار، تلویزیون، دستگاه های کنترل از راه دور استفاده می شود فرآیندهادر مهندسی هسته ای

ظروف شیمیایی، دستگاه های مختلف، ابزار، دیگ های بخار با مقاومت در برابر خوردگی بالا و پایداری خواص فیزیکی از نیکل خالص و مخازن و مخازن از مواد نیکل برای نگهداری محصولات غذایی، معرف های شیمیایی، اسانس ها، برای انتقال مواد قلیایی، برای ذوب ساخته می شوند. قلیایی سوزاننده

فیلترهای متخلخل بر پایه پودرهای نیکل خالص برای فیلتر کردن گازها، سوخت و سایر محصولات در صنایع شیمیایی ساخته می شوند. صنعت. پودر نیکل همچنین در تولید آلیاژهای نیکل و به عنوان چسب در ساخت مواد سخت و فوق سخت استفاده می شود.

نقش بیولوژیکی نیکل یکی از ریز عناصر ضروری برای رشد طبیعی موجودات زنده است. با این حال، اطلاعات کمی در مورد نقش آن در موجودات زنده وجود دارد. مشخص است که نیکل در واکنش های آنزیمی در حیوانات و گیاهان شرکت می کند. در حیوانات در بافت های کراتینه شده به ویژه پرها تجمع می یابد. افزایش محتوای نیکل در خاک منجر به بیماری های بومی می شود - اشکال زشت در گیاهان ظاهر می شود و بیماری های چشمی در حیوانات مرتبط با تجمع نیکل در قرنیه. دوز سمی (برای موش) - 50 میلی گرم. ترکیبات فرار نیکل، به ویژه نیکل تترا کربنیل آن (CO)4 مضر هستند. حداکثر غلظت مجاز برای ترکیبات نیکل در هوا از 0.0002 تا 0.001 میلی گرم بر متر مکعب (برای ترکیبات مختلف) است.

نیکل عامل اصلی آلرژی (درماتیت تماسی) به فلزاتی است که با پوست در تماس هستند (جواهرات، ساعت، پرچ های جین).

اتحادیه اروپا میزان نیکل را در محصولاتی که با پوست انسان در تماس است محدود می کند.

نیکل کربنیت نیکل (CO) بسیار سمی است. حداکثر غلظت مجاز بخارات آن در هوای اماکن صنعتی 0005/0 میلی گرم بر متر مکعب است.

در قرن بیستم مشخص شد که لوزالمعده از نظر نیکل بسیار غنی است. هنگامی که نیکل بعد از انسولین تجویز می شود، عملکرد انسولین طولانی می شود و در نتیجه فعالیت هیپوگلیسمی افزایش می یابد. نیکل بر فرآیندهای آنزیمی، اکسیداسیون اسید اسکوربیک تأثیر می گذارد و انتقال گروه های سولفیدریل به گروه های دی سولفید را تسریع می کند. نیکل ممکن است عملکرد آدرنالین را مهار کرده و فشار خون را کاهش دهد. دریافت بیش از حد نیکل به بدن باعث ویتیلیگو می شود. نیکل در پانکراس و غدد پاراتیروئید رسوب می کند.

آبکاری نیکل

آبکاری نیکل ایجاد یک پوشش نیکل بر روی سطح فلز دیگر برای محافظت از آن در برابر خوردگی است. آبکاری با استفاده از الکترولیت های حاوی سولفات نیکل (II)، کلرید سدیم، هیدروکسید بور، سورفکتانت ها و عوامل براق کننده و آندهای محلول نیکل انجام می شود. ضخامت لایه نیکل حاصل 12 - 36 میکرون است. براقیت سطح پایدار را می توان با روکش کروم بعدی (ضخامت لایه کروم 0.3 میکرون) تضمین کرد.

آبکاری نیکل بدون جریان در محلولی از مخلوطی از کلرید نیکل (II) و مخلوط هیپوفسفیت سدیم در حضور سیترات سدیم انجام می شود:

NiCl2 + NaH2PO2 + H2O = نیکل + NaH2PO3 + 2HCl

این فرآیند در pH 4 - 6 و 95 درجه سانتیگراد انجام می شود

رایج ترین آنها آبکاری نیکل الکترولیتی و شیمیایی است. بیشتر اوقات، آبکاری نیکل (به اصطلاح مات) به صورت الکترولیتی انجام می شود. مطالعه شده ترین و پایدارترین در کار کردنالکترولیت های اسید سولفوریک هنگامی که مواد روشن کننده به الکترولیت اضافه می شود، به اصطلاح آبکاری نیکل روشن انجام می شود. پوشش های الکترولیتی دارای مقداری تخلخل هستند که بستگی به آماده سازی کامل سطح زیرلایه و ضخامت پوشش دارد. برای محافظت در برابر خوردگی، فقدان کامل منافذ ضروری است، بنابراین یک پوشش چند لایه اعمال می شود که با ضخامت برابر، قابل اعتمادتر از یک لایه (به عنوان مثال، فولاد) است. مورد تجارتاغلب طبق طرح مس - نیکل - کروم آبکاری می شوند.

از معایب آبکاری نیکل الکترولیتی می توان به رسوب ناهموار نیکل بر روی سطح برجسته و عدم امکان پوشش سوراخ های باریک و عمیق، حفره ها و غیره اشاره کرد. آبکاری نیکل شیمیایی تا حدودی گرانتر از آبکاری الکترولیتی است، اما امکان اعمال پوششی با ضخامت و کیفیت یکنواخت را بر روی هر قسمت از سطح برجسته به شرط دسترسی محلول به آنها فراهم می کند. این فرآیند بر اساس واکنش کاهش یون های نیکل از نمک های آن با استفاده از مخلوط هیپوفسفیت سدیم (یا سایر عوامل کاهنده) در محلول های آبی است.

آبکاری نیکل، به عنوان مثال، برای پوشش دادن قطعات تجهیزات شیمیایی، اتومبیل، دوچرخه، ابزار پزشکی و دستگاه ها استفاده می شود.

نیکل همچنین برای تولید سیم های سیم پیچ برای آلات موسیقی استفاده می شود.

ضرب سکه

نیکل به طور گسترده در تولید سکه در بسیاری از کشورها استفاده می شود. در ایالات متحده، سکه 5 سنت در عامیانه به عنوان "Ni" شناخته می شود.

نیکل از اواسط قرن نوزدهم جزء سکه ها بوده است. در ایالات متحده، اصطلاح «نیکل» یا «نیکل» در اصل به سکه‌های مس (عقاب پرواز) اطلاق می‌شد که در سال‌های 1857-1858، 12 درصد نیکل را جایگزین مس کرد.

هنوز هم بعداً در سال 1865، اصطلاح اختصاص داده شده به نیکل سه درصد تا 25 درصد افزایش یافت. در سال 1866 پنج درصدنیکل (25٪ نیکل، 75٪ مس). همراه با آلیاژ نسبت، این اصطلاح در حال حاضر در ایالات متحده استفاده می شود. سکه های نیکل تقریباً خالص برای اولین بار در سال 1881 در سوئیس مورد استفاده قرار گرفت و به طور قابل توجهی بیش از 99.9 درصد نیکل از سکه های پنج سنتی در کانادا (بزرگترین تولید کننده نیکل در جهان در آن زمان) ضرب شد.

سکه های ساخته شده از نیکل" height="431" src="/pictures/investments/img778307_14_Britanskie_monetyi_v_5_i_10_penni_sdelannyie_iz_nikelya.jpg" title="14. 5 و 10 سکه بریتانیایی از kelniccoin ساخته شده است." width="682" />!}

Italy 1909" height="336" src="/pictures/investments/img778308_15_Monetyi_iz_nikelya_Italiya_1909_god.jpg" title="15. سکه های نیکل، ایتالیا 1909" width="674" />!}

منابع

ویکی پدیا - دایره المعارف آزاد، ویکی پدیا

hyperon-perm.ru - تولید Hyperon

cniga.com.ua - پورتال کتاب

chem100.ru - دایرکتوری شیمیدان

bse.sci-lib.com - معنی کلمات در دایره المعارف بزرگ شوروی

chemistry.narod.ru - دنیای شیمی

dic.academic.ru - لغت نامه ها و دایره المعارف ها

دایره المعارف سرمایه گذار. 2013 .

مترادف ها:

• نیکاراگوئه

ببینید "نیکل" در سایر لغت نامه ها چیست:

نیکل- (نماد Ni)، فلزی با وزن اتمی 58.69، شماره سریال 28، به همراه کبالت و آهن در گروه هشتم و ردیف 4 سیستم تناوبی مندلیف قرار دارد. Ud. V. 8.8، نقطه ذوب 1452 درجه. در ارتباطات معمولی آنها N....... دایره المعارف بزرگ پزشکی

نیکل- (نماد Ni)، فلزی به رنگ سفید مایل به نقره‌ای، عنصر انتقالی، کشف شده در سال 1751. کانه‌های اصلی آن عبارتند از کانی‌های آهن سولفید نیکل (پنت‌لاندیت) و آرسنید نیکل (نیکل). نیکل فرآیند تصفیه پیچیده ای دارد، از جمله تجزیه متمایز... ... فرهنگ دانشنامه علمی و فنی

نیکل- (نیکل آلمانی). این فلز به رنگ سفید نقره ای است و به شکل خالص آن یافت نمی شود. اخیراً از آن برای ساخت ظروف غذاخوری و آشپزخانه استفاده می شود. فرهنگ لغات کلمات خارجی موجود در زبان روسی. Chudinov A.N., 1910. NICKEL آلمانی. نیکل... فرهنگ لغت کلمات خارجی زبان روسی

نیکل- فلزی نسبتاً سخت به رنگ سفید متمایل به خاکستری با نقطه ذوب 1453 درجه است. ج- فرومغناطیسی است که با چکش خواری، شکل پذیری، استحکام و مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون مشخص می شود. نیکل عمدتاً ... اصطلاحات رسمی

نیکل- من هستم. نیکل م. ، آلمانی نیکل. 1. فلز نسوز نقره ای-سفید. BAS 1. نیکل، یک همراه مضر سنگ معدن نقره، نام خود را از نام یک گنوم شیطانی که ظاهراً در معادن ساکسون زندگی می کرد، گرفته است. فرسمان زنیم. ژئوشیمی 2. لایه بالایی از... ... فرهنگ لغت تاریخی گالیسم های زبان روسی

نیکل- (lat. Niccolum) Ni، عنصر شیمیایی گروه هشتم سیستم تناوبی، عدد اتمی 28، جرم اتمی 58.69. این نام برگرفته از نیکل آلمانی است، نام یک روح شیطانی که گفته می شود در کار معدنچیان دخالت می کند. فلز نقره ای سفید؛ چگالی 8.90 g/cm³، نقطه ذوب 1455…… فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

نیکل- نیکل، نیکل، شوهر. (نیکل آلمانی). فلز نسوز نقره ای-سفید استفاده شده. برای ساخت ابزار، ظروف و غیره (از نام خدای کوه در اساطیر اسکاندیناوی.) فرهنگ لغت توضیحی Ushakov. D.N. اوشاکوف. 1935 1940 ... فرهنگ توضیحی اوشاکوف

نikel- فلز چکش خوار و انعطاف پذیر. نیکل فرومغناطیسی است. در هوا پایدار است. یک لایه محافظ NiO بر روی سطح وجود دارد که از فلز در برابر اکسیداسیون بیشتر محافظت می کند.

با H2Oو بخار آب موجود در هوا، نیکلهم جواب نمیده نیکل عملاً با اسیدهایی مانند سولفوریک، فسفریک، هیدروفلوریک و برخی دیگر تعامل ندارد.

با HNO3:

3Ni + 8HNO 3 = 3Ni(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

با O2فقط در دمای بالای 800 درجه سانتیگراد واکنش نشان می دهد.

اکسید نیکلدارای خواص اساسی است. این در 2 تغییر وجود دارد: دمای پایین (شبکه شش ضلعی) و دمای بالا (شبکه مکعبی).

فقط در دما با هالوژن و گوگرد واکنش نشان می دهد تا تشکیل شود NiHal 2 و NiS. هنگام تعامل با C، P، موارد زیر تشکیل می شود: کاربید Ni3Cفسفیدها - Ni 5 P 2، Ni 2 P، Ni 3 P.

با غیر فلزات ( N 2) واکنش در شرایط بهینه انجام می شود.

نمک هایی هستند که در آب محلول هستند NiSO 4، Ni(NO 3) 2و بسیاری دیگر که هیدرات های کریستالی را تشکیل می دهند NiSO 4 7H 2 O، Ni(NO 3) 2 6H 2 O.

نمک های نامحلول: فسفات Ni 3 (PO 4) 2و سیلیکات Ni 2 SiO 4.

اگر قلیایی را به محلول نمک نیکل (II) اضافه کنید، یک رسوب سبز از هیدروکسید نیکل تشکیل می شود:

Ni(NO 3) 2 + 2 NaOH = Ni(OH) 2 + 2 NaNO 3.

Ni(OH)2خواص پایه ضعیفی دارد. هنگام تعامل با مواد قلیایی:

2Ni(OH) 2 + 2NaOH + Br 2 = 2Ni(OH) 3 + 2NaBr.

کاربرد نیکل و ترکیبات آن

نیکل بیشترین کاربرد را در تولید فولاد ضد زنگ و آلیاژ دارد. آلیاژهایی که نیکل زیادی مصرف می کنند عبارتند از:

فلز مونل ( نیکل، مس، آهن، منگنز، به طور گسترده در تجهیزات شیمیایی، کشتی سازی، برای ساخت مخازن ته نشینی و پوشش استفاده می شود.

نیکروم و کرومل ( Ni, Cr) به شکل سیم برای رئوستات، توستر، اتو، بخاری استفاده می شود.

اینوار ( Ni، Fe) به دلیل ضریب انبساط بسیار پایین برای ساخت آونگ در ساعت و نوارهای اندازه گیری استفاده می شود.

پرمالوی ( Ni، Fe) به دلیل حساسیت مغناطیسی عالی در کابل دریایی و فناوری انتقال نیرو استفاده می شود.

نیکل نقره ( نیکل، مس، روی) - برای ساخت ظروف خانگی؛

آلنیکو ( Ni، Co، Fe، Al) یک ماده مغناطیسی قوی است که برای ساخت ابزارهای کوچکی که خاصیت آهنربای دائمی دارند استفاده می شود.

پوشش‌های نیکل مدت‌هاست که برای اهداف تزئینی و محافظت از بسیاری از فلزات پایه در برابر خوردگی استفاده می‌شوند، اگرچه اغلب با روکش کروم جایگزین می‌شوند.